JP3785783B2

JP3785783B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3785783B2
Application number: JP2204198A
Authority: JP
Inventors: 昌弘梅村; 和彦渡辺; 英弘神田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1998-02-03
Filing date: 1998-02-03
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2018-02-03
Also published as: JPH11216921A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒状のドラムの外周に記録媒体を巻き付け、該ドラムを回転させるとともに、記録素子を前記ドラムの回転軸と平行な方向に移動させることにより、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録素子の移動は、従来は、ステッピングモータやＤＣモータに接続されたボールネジによる駆動と、記録素子を搭載するキャリッジを直進移動可能に支持するガイド部材によって行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ステッピングモータやＤＣモータは、振動を発生するために、記録素子の移動時に、送りムラや振動が発生し、これによる画質の低下を招いていた。そこで、送りムラの少ないと考えられるリニアモータを用いて記録素子を移動させようと本発明者らが検討を行った。その結果、単にリニアモータを用いただけでは、記録素子の摺動抵抗力によっては当初の考え通りの結果、すなわち、送りムラのないスムーズな移動を行うことができないことが判明した。
【０００４】
本発明は、記録素子の移動を正確かつスムーズに行わせることができ、ひいては、画質の向上を図ることができる画像形成装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する本発明の画像形成装置は、記録媒体の移動方向に対し直交する方向に、記録素子を移動させることにより、前記記録媒体上に画像形成を行う画像形成装置において、
前記記録素子はベース部材に搭載され、前記ベース部材の移動を、リニアモータで行うとともに、前記ベース部材の移動を案内する少なくとも２つのガイド部材を設け、
前記少なくとも２つのガイド部材は、前記記録媒体に近い側と前記記録媒体から遠い側に設けられ、前記記録媒体に近い側のガイド部材と、前記ベース部材とで生じる摺動抵抗力の方が、前記記録媒体から遠い側のガイド部材と前記ベース部材とで生じる摺動抵抗力より大きいことを特徴とするものである。
【０００７】
即ち本発明は、記録素子の移動を、リニアモータで行うとともに、ガイド手段による記録素子の摺動抵抗力を規定することにより、リニアモータを用いた系特有の新たな問題を解決し、記録素子の正確かつスムーズな移動を行わせ、画質の向上を図ることが可能となった。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。図１は、医用分野における人体等を撮影した画像をシート状画像形成材料（シートフィルム）上に直接或いは間接的に露光して画像形成を行う画像形成装置の断面構成図である。図２は該画像形成装置の斜視図、図３（ａ）は該画像形成装置の平面図、図３（ｂ）は該画像形成装置の側断面図である。
【０００９】
レーザーヒート方式のシート状画像形成材料（記録媒体）１０は、装填装置２０の装填台であるカセット２１に、複数枚積層された状態で載置され、収納されている。カセット２１に載置されているシート状画像形成材料１０は、送出手段である吸盤２２によって、１枚ずつ分離され、送り出される。送り出されたシート状画像形成材料１０は、搬送ローラ２３によって、シート保持手段である円筒面状のドラム２４へと搬送される。ドラム２４では、シート保持部材であるグリッパー２５によって、シート状画像形成材料１０の先端部が保持される。そして、ドラム２４の回転（図１において時計方向）及びドラム２４に摺接して従動回転する摺接ローラ２６によって、シート状画像形成材料１０は、ドラム２４の周面上に密着・保持される。摺接ローラ２６はドラム２４に対し、圧接、離間する機構を有している。
【００１０】
ドラム２４の周面上に保持されて回転するレーザーヒート方式のシート状画像形成材料（記録媒体）１０に対して、露光光学系３０のレーザー装置３１の記録素子（マルチチャンネル型のレーザーヘッド）３１Ａから出射した光ビームＬ（ビーム出力１００ｍＷ／５μｍ径）を照射して主走査し、ドラム２４の回転軸方向（副走査方向）に副走査することにより、シート状画像形成材料１０の色材層とベース層との間で材料のアブレーションを発生させ、画像を形成する。
【００１１】
シート状画像形成材料１０上への照射走査が終了すると、ドラム２４は逆回転（図１において反時計方向）し、図示しない分離爪などの分離手段によって、ドラム２４からシート状画像形成材料１０を分離して、搬送ローラ等の搬送手段２７によって搬送する。このとき、グリッパー２５によって保持されているシート状画像形成材料１０の端部が後端側となるように分離・搬送する。
【００１２】
搬送されたシート状画像形成材料１０は、剥離手段４０によって、第１シート１１と第２シート１２とが剥離される。この剥離によって、レーザー装置３１の光ビームＬにより照射された部分が第２シート１２に転写され、第１シート１１上には未露光部分の色材層が残ることにより、画像形成がなされる。シート状画像形成材料１０が剥離されると、画像形成されたシートとして利用する第１シート１１は、排紙ローラ２８により機外の排紙トレイ２９上に排紙される。第２シート１２は、回収手段５０によって巻き取られて回収される。
【００１３】
このように、本実施の形態の画像形成装置においては、ドラム２４の外周面上に巻回されたシート状画像形成材料１０に対して、レーザー装置３１から出射した光ビームＬを照射して、像を形成するものであるから、高画質な画像記録を達成するためには、レーザー装置３１の副走査方向の直進駆動を、送りムラのないスムーズに行わせることが必須である。
【００１４】
・ドラム２４の駆動機構
ドラム２４の回転軸２４０の両端に与圧固定されている図示しないアンギュラーベアリングは、固定台１Ａ上に直立固定された側壁１Ｂ，１Ｃ内に支持されている。
【００１５】
回転軸２４０の一方の軸端には、カップリング３を介して駆動モータ４に接続している。駆動モータ４の端部にはロータリーエンコーダ５が設けられ、駆動モータ４の回転速度を検出する。なお、ドラム２４の回転軸２４０を延長して、駆動モータ４のロータと一体構成にした構造にしてもよい。
【００１６】
・レーザー装置３１の移動機構
レーザーヘッド（記録素子）３１Ａを備えたレーザー装置３１は、ベース部材（キャリッジ）３２の上面側に搭載されている。ベース部材３２の底面側には、回転軸２４０に近い側に２箇所の主スライダー３３が、回転軸２４０から遠い側に１箇所の副スライダー３４が固定されている。
【００１７】
主スライダー３３は回転軸２４０に平行して水平配置された平滑な表面を有する主ガイド部材（ガイドレール）３５の面上を副走査方向に摺動可能である。副スライダー３４は、主ガイド部材３５に平行して支持部材３６Ａ，３６Ｂにより水平支持された平滑な表面を有する副ガイド部材（ガイドバー）３７に嵌合し、副走査方向に摺動可能である。したがって、レーザー装置３１を搭載するベース部材３２は、２箇所の主スライダー３３と１箇所の副スライダー３４とにより、主ガイド部材３５及び副ガイド部材３７上に３点支持されて、副走査方向に摺動する。
【００１８】
レーザー装置３１を搭載するベース部材３２は、リニアモータ３８により副走査方向に移動される。リニアモータ３８は、磁石を備えた長尺のレール状をなし装置本体に固定されたマグネットヨーク３８Ａと、移動可能なベース部材３２に備えた可動コイル３８Ｂとから構成されている。
【００１９】
このとき、レーザー装置３１を搭載するベース部材３２は、２つのガイド部材３５，３７上を摺動して、案内される。この２つのガイド部材３５，３７は、リニアモータ３８を挟んで設けられている。また、このガイド部材３５，３７には、ベース部材３２に設けられたローラが転がり接触して案内される。
【００２０】
図４は本発明の画像形成装置の駆動部の制御を示すブロック図である。
【００２１】
記録媒体１０側のガイドレール３５と記録媒体１０との間に検出手段であるリニアエンコーダ３９が設けられ、レーザー装置３１側に設けられた検出素子（センサ）によって、レーザーヘッド３１Ａの位置や速度などが検出できるようになっている。この検出素子によって検出されたレーザーヘッド３１Ａの位置や速度に基づいて、制御手段６０がレーザー装置３１側の可動コイル３８Ｂに流す電流を制御し、レーザーヘッド３１Ａを等速に副走査方向へ移動させる。また、駆動モータ４に設けられたロータリーエンコーダ５は、駆動モータ４の回転速度を一定に制御する。
【００２２】
【実施例】
・摺動抵抗力について
このような移動機構において、主ガイド部材３５及び副ガイド部材３７によるレーザー装置３１の副走査方向移動時の摺動抵抗力Ｆが、画質の向上に大きく影響を及ぼす。
【００２３】
・摺動抵抗力の測定方法
主ガイド部材３５と副ガイド部材３７上に、レーザー装置３１を搭載したベース部材３２を水平に設置し、ベース部材３２の一端をバネ秤を当接させて副走査方向に押圧して、静止最大摩擦力から摺動抵抗力Ｆを測定した。
【００２４】
・実験結果
レーザーヘッド３１Ａを備えたレーザー装置３１及びベース部材３２を、主ガイド部材３５、副ガイド部材３７上で副走査方向に摺動させるとき、摺動抵抗力Ｆを変化させて記録媒体１０に画像記録した。
【００２５】
摺動抵抗力Ｆを０．０１Ｎ〜０．２０Ｎの範囲内で変化させて実験した結果の画像ムラ判定を表１に示す。
【００２６】
【表１】

【００２７】
表１に示すように、摺動抵抗力Ｆが０．０４Ｎ〜０．１５Ｎの範囲内では画像ムラは発生しなかった。しかし、摺動抵抗力Ｆが０．０３Ｎ以下の滑り易い状態、または、０．１６Ｎ以上の摺動抵抗力の大きい場合には、画像ムラが発生し、形成された画像が使用上で支障を起こす問題がある。
【００２８】
図５（ａ）は、画像記録した記録媒体１０の拡大模式図である。基本的には、ドラム２４が１回転する間に、マルチチャンネルヘッド型のレーザーヘッド３１Ａが副走査方向に所定のピッチ位置よりずれた位置に移動したとき、画像ムラが発生する。この位置ずれは、レーザーヘッド３１Ａの副走査方向の移動速度ムラに関係している。この移動速度ムラは、レーザーヘッド３１Ａを含む移動体の摺動抵抗力Ｆに起因している。
【００２９】
レーザーヘッド３１Ａによる記録媒体１０上の第１のラインｎと第２のラインｎ＋１との間の継ぎ目部ｋは、間隙なく密接していることが望ましい。しかし、摺動抵抗力が後述の所定値範囲より大きすぎたり（０．０４Ｎ以上）、小さすぎると（０．１５Ｎ以下）、画像ムラになる。即ち、摺動抵抗力Ｆが０．１５Ｎより大きいと、レーザー装置３１が不円滑移動して、速度ムラを発生し画質が低下する。また、摺動抵抗力Ｆが０．０４Ｎより小さいと、レーザー装置３１がガイド部材３５，３７上を制御以上に移動し過ぎて、正確な速度制御が出来ず、速度ムラを発生し画質が低下する。
【００３０】
図５（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、画像記録された第１のラインｎと第２のラインｎ＋１の拡大模式図である。
【００３１】
図５（ｂ）に示すように、第１のラインｎと第２のラインｎ＋１とが密接して平行に配置された状態なら、良好な画像が得れる。図５（ｃ）に示すように、第１のラインｎと第２のラインｎ＋１との間に間隙を生じると、この間隙部分が画像形成後に、黒状のスジムラとなって現れる。また、図５（ｄ）に示すように、第１のラインｎと第２のラインｎ＋１とが一部重複した状態になると、この重複部分が画像形成後に、白状のスジムラとなって現れる。
【００３２】
このような問題を解消するため、２つのガイド部材３５，３７のうち、記録媒体１０側の主ガイド部材３５による摺動抵抗力Ｆ１を、他方の副ガイド部材３７の摺動抵抗力Ｆ２より大きくなるように設定する（Ｆ１＞Ｆ２）。これにより、レーザー装置３１のレーザーヘッド３１Ａの位置変動を抑えることができる。しかも、若干位置変動が生じたとしても、副ガイド部材３７によりその変動を吸収することができ、画質の低下を防止することができる。
【００３３】
この場合、記録媒体１０側の主ガイド部材３５と記録媒体１０との間にリニアエンコーダ３９が設けられているので、レーザーヘッド３１Ａの位置移動を正確に検出することができ、制御手段６０によりリニアモータ３８にフィードバックして、レーザーヘッド３１Ａを高精度に位置決めし、かつ、スムーズな移動を可能とする。即ち、レーザーヘッド３１Ａに近い主ガイド部材３５による摺動抵抗力を大きくすることにより、レーザーヘッド３１Ａの位置変動を低く抑えて高精度に移動させ、レーザーヘッド３１Ａより遠い副ガイド部材３７による摺動抵抗力を小さくすることにより、レーザー装置３１の移動をスムーズにする。
【００３４】
なお、リニアモータ３８の推力は約２０Ｎに設定した。リニアモータ３８の推力と前記ガイド部材の摺動抵抗力Ｆとの関係は、レーザーヘッド３１Ａ駆動制御に対して重要である。リニアモータ３８の推力が小さすぎると、レーザー装置３１の移動が不円滑になり、大きすぎるとレーザー装置３１の移動制御が困難になる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１により、記録素子のスムーズな移動（ガクガクと動くことがない）を可能とし、画質向上になる。
【００３６】
請求項２により、慣性がつき過ぎることがなく、スムーズな移動ができ、画質向上になる。
【００３７】
請求項３により、記録素子の移動に伴う変動を、他方のガイドにより吸収でき、画質向上になる。
【００３８】
請求項４及び５により、正確な移動を検出することができるので、この結果に基づいてスムーズな移動を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の断面構成図。
【図２】前記画像形成装置の斜視図。
【図３】前記画像形成装置の平面図及び側断面図。
【図４】本発明の画像形成装置の駆動部の制御を示すブロック図。
【図５】画像記録した記録媒体の拡大模式図、及び画像記録された第１のラインと第２のラインの拡大模式図。
【符号の説明】
４駆動モータ
５ロータリーエンコーダ
１０シート状画像形成材料（記録媒体）
２４ドラム
２５グリッパー
３０露光光学系
３１レーザー装置
３１Ａレーザーヘッド（記録素子）
３２ベース部材（キャリッジ）
３３主スライダー
３４副スライダー
３５主ガイド部材（ガイドレール）
３７副ガイド部材（ガイドバー）
３８リニアモータ
３８Ａマグネットヨーク
３８Ｂ可動コイル
３９リニアエンコーダ（検出手段）
６０制御手段
Ｆ，Ｆ１，Ｆ２摺動抵抗力

Claims

記録媒体の移動方向に対し直交する方向に、記録素子を移動させることにより、前記記録媒体上に画像形成を行う画像形成装置において、
前記記録素子はベース部材に搭載され、前記ベース部材の移動を、リニアモータで行うとともに、前記ベース部材の移動を案内する少なくとも２つのガイド部材を設け、
前記少なくとも２つのガイド部材は、前記記録媒体に近い側と前記記録媒体から遠い側に設けられ、前記記録媒体に近い側のガイド部材と、前記ベース部材とで生じる摺動抵抗力の方が、前記記録媒体から遠い側のガイド部材と前記ベース部材とで生じる摺動抵抗力より大きいことを特徴とする画像形成装置。
前記記録媒体に近い側のガイド部材と前記記録媒体との間に、前記記録素子の移動を検出する検出手段を設け、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記リニアモータを制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記検出手段は、リニアエンコーダであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。